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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA CURSO DE AGRONOMIA JÔNATHAS DA SILVA MELO QUALIDADE FÍSICA DO SOLO EM FUNÇÃO DO TIPO DE PREPARO E CARGAS VERTICAIS APLICADAS NO DEPÓSITO DE FERTILIZANTES DA SEMEADORA FORTALEZA 2014 JÔNATHAS DA SILVA MELO QUALIDADE FÍSICA DO SOLO EM FUNÇÃO DO TIPO DE PREPARO E CARGAS VERTICAIS APLICADAS NO DEPÓSITO DE FERTILIZANTES DA SEMEADORA Monografia apresentada ao Curso de Agrono- mia do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará, como re- quisito parcial para obtenção do Título de Eng. Agrônomo. Orientador: Prof. Dr. Leonardo de Almeida Monteiro. Coorientador: Prof. Dr. Carlos Alessandro Chioderoli. FORTALEZA 2014 JÔNATHAS DA SILVA MELO QUALIDADE FÍSICA DO SOLO EM FUNÇÃO DO TIPO DE PREPARO E CARGAS VERTICAIS APLICADAS NO DEPÓSITO DE FERTILIZANTES DA SEMEADORA Monografia apresentada ao Curso de Agrono- mia do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará, como re- quisito parcial para obtenção do Título de Eng. Agrônomo. Aprovada em 06/06/2014. BANCA EXAMINADORA A Deus. Aos amigos. Aos orientadores. AGRADECIMENTOS A Deus, por sempre ter guiado meus passos. A Universidade Federal do Ceará (UFC), pela oportunidade de realização do cur- so de Agronomia, infraestrutura oferecida, ensino e qualidade dos docentes, palestras, cursos de curta duração, apresentação de trabalhos, viagens de campo, serviços da biblioteca e apoio financeiro com a manutenção da bolsa de monitoria. Ao Laboratório de Investigação de Acidentes com Máquinas Agrícolas (LIMA), pelas oportunidades de publicação de trabalhos e atividades de campo, as quais contribuíram para elevar minha experiência prática. Ao Prof. Dr. Leonardo de Almeida Monteiro e ao Prof. Dr. Carlos Alessandro Chioderoli, pelas orientações neste trabalho, tempo disponibilizado, amizade, paciência, con- fiança, compreensão e oportunidades de trabalho que foram abertas. Aos professores participantes da banca examinadora Leonardo de Almeida Mon- teiro, Daniel Albiero e Danilo Roberto Loureiro pela atenção neste trabalho, pelas importantes observações, correções e sugestões. Aos colegas que realizam o mestrado, pelos conselhos e preciosa ajuda recebida, especialmente Wesley Araújo da Mota, José Evanaldo Lima Lopes e Neyson Braz de Souza. Às amigas Giovana Lopes da Silva e Selma Freire de Brito, por termos nos co- nhecido no Laboratório de Sementes da UFC. À Pesquisadora Josefa Diva Nogueira Diniz, pelos trabalhos que me proporcionou publicar enquanto estive no Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais do Departamento de Fitotecnia da UFC. Ao meu colega de turma Francisco Fellype Marques Magalhães (in memoriam), cuja breve passagem nos trouxe reflexões, companheirismo e ensinamentos. As palavras não são suficientes para expressar o que sinto. Aos amigos Wanderson Rodrigues Oliveira, Thaissa de Sousa Lins, João Germa- no Gomes, Alessandra Maia Fernandes, João Paulo Góis Soares, Larissa Gomes Girão Paiva, Antônio Vanklane Rodrigues de Almeida, Marcelo Queiroz Amorim, Keivia Lino Chagas, Andréia Pinheiro Queiroz Viana, Cícero Aquino do Nascimento e tantos outros, pela amizade e companheirismo durante o tempo em que estivemos juntos. A todos que um dia conheci e que deixaram algo importante gravado através dos sentimentos e das ações em nossa memória. RESUMO O cultivo intensivo com máquinas agrícolas tem alterado as propriedades físicas do solo, in- fluenciando a produtividade das culturas. A adoção de sistema de manejo inadequado pode causar compactação, aumento da erosão e perda de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a alteração da qualidade física de solo de textura franco arenoso, submetido a diferen- tes preparos e cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora, no processo de se- meadura do milho (Zea mays L.). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 2x3, com quatro repetições, sendo dois tipos de preparo do solo (preparo 1 – aração e gradagem; preparo 2 - escarificação) associados às cargas de 50, 80 e 100 % da ca- pacidade do depósito de fertilizantes da semeadora. Foram avaliados os atributos físicos de macroporosidade, microporosidade, porosidade total e densidade do solo nas camadas de 0- 0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 após o processo de semeadura. Os dados foram submetidos à aná- lise de variância pela estatística F, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 10 % de significância. O preparo com arado e grade proporcionou o aumento dos valores de macro- porosidade e microporosidade no perfil de 0-0,20 m, porosidade total no perfil de 0-0,30 m, e de densidade no perfil de 0,10-0,30 m. No perfil de 0,20-0,30 m, as cargas de 100 e 80 % pro- porcionaram os menores valores de densidade do solo. Não houve diferença significativa en- tre as cargas, no perfil de 0-0,30 m, para os parâmetros de macroporosidade, microporosidade e porosidade total. Ambos os preparos reduziram a qualidade física do solo. O preparo com arado e grade proporcionou melhores resultados acerca da qualidade física do solo comparado ao preparo com escarificador. Palavras-chave: Macroporosidade do Solo. Sistema Convencional. Escarificador. ABSTRACT The intensive tillage with agricultural machines has changed the physical properties of the soil, influencing crop yields. The adoption of inadequate management system can cause com- paction, increased erosion and nutrient loss. The aim of this study was to evaluate the varia- tion of soil physical properties under different tillage and vertical loads of fertilizer deposit in the planting of corn (Zea mays L.). The experimental design was in complete randomized blocks, in factorial design 2x3, with four replications, with two types of tillage (preparation 1 - plowing and harrowing; preparation 2 - scarification) associated with loads 50, 80 and 100 % in the deposit capacity of fertilizer seeder. The physical attributes of macroporosity, microporosity, total porosity and density of soil were evaluated in layers of 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 after the process of maize sowing. The data were submitted to analysis of variance by F test, and the averages compared by Tukey test at 10% probability. The preparation with harrow and chisel plow promoted increased values of macroporosity and microporosity in the profile 0-0.20 m, total porosity in the profile 0-0.30 m, and density in the profile 0.10-0.30 m. In profile 0.20-0.30 m, the loads 100 and 80% showed the lowest values of soil density. There was no significant difference between the loads, in profile 0-0.30 m, to the parameters of macroporosity, microporosity and total porosity. Both preparations reduced the soil physical quality. The preparation with plow and harrow provided better results on physical soil quality compared to chisel plow. Keywords: Macroporosity of Soil. Conventional Tillage. Chisel Plow. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Esquema das parcelas experimentais. .................................................................... 22 Figura 2 – Arado de disco fixo, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA A950. ....... 23 Figura 3 – Grade MARCHESAN, modelo GN, Off-Set, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM125i. .................................................................................. 24 Figura 4 – Escarificador MARCHESAN, modelo AST/MATIC 450, acoplado ao trator 4x2 TDA, modeloVALTRA BM125i. ................................................................. 24 Figura 5 – Semeadora adubadora Jumil, modelo JM2090 PD, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM120. ......................................................................... 25 Figura 6 – Variação da carga no depósito de fertilizantes da semeadora. ............................... 26 Figura 7 – Coleta das amostras de monólitos indeformados. .................................................. 27 Figura 8 – Mesa de tensão. ...................................................................................................... 27 Figura 9 – Parâmetros de macro e microporosidade (m 3 m -3 ), avaliados nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, entre os dois tipos de preparos do solo ............ 36 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Composição granulométrica e densidade, nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m. .......................................................................................................... 21 Tabela 2 – Valores médios de macroporosidade, microporosidade e porosidade total do solo, avaliados nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, obtidos an- tes dos preparos e semeadura. ............................................................................... 28 Tabela 3 – Valores médios de macroporosidade (m 3 m -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizante da semeadora, após os prepa- ros e semeadura. .................................................................................................... 28 Tabela 4 – Valores médios de microporosidade (m 3 m -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizante da semeadora, após os prepa- ros e semeadura. .................................................................................................... 30 Tabela 5 – Valores médios de porosidade total (m 3 m -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizante da semeadora, após os prepa- ros e semeadura. .................................................................................................... 31 Tabela 6 – Valores médios de densidade (kg dm -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0- 0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizante da semeadora, após os preparos e semeadura. ............................................................................................................ 33 Tabela 7 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de macroporosidade, avaliado na camada de 0-0,10 m, em função do preparo do solo associado às cargas ver- ticais no depósito de fertilizantes da semeadora. .................................................. 45 Tabela 8 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de microporosidade, avaliado na camada de 0-0,10 m, em função do preparo do solo associado às cargas ver- ticais no depósito de fertilizantes da semeadora. .................................................. 45 Tabela 9 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de porosidade total, avaliado na camada de 0-0,10 m, em função do preparo do solo associado às cargas ver- ticais no depósito de fertilizantes da semeadora. .................................................. 46 Tabela 10 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de densidade, avaliado na camada de 0-0,10 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ................................................................ 46 Tabela 11 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de macroporosidade, avaliado na camada de 0,10-0,20 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ............................................. 47 Tabela 12 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de microporosidade, avaliado na camada de 0,10-0,20 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ............................................. 47 Tabela 13 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de porosidade total, avaliado na camada de 0,10-0,20 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ............................................. 48 Tabela 14 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de densidade, avaliado na camada de 0,10-0,20 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ........................................................... 48 Tabela 15 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de macroporosidade, avaliado na camada de 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ............................................. 49 Tabela 16 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de microporosidade, avaliado na camada de 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ............................................. 49 Tabela 17 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de porosidade total, avaliado na camada de 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ............................................. 50 Tabela 18 – Resultados de ANOVA para o parâmetro de densidade, avaliado na camada de 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora. ........................................................... 50 Tabela 19 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de macroporosidade, avali- ado na camada de 0-0,10 m. ................................................................................. 51 Tabela 20 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de microporosidade, avali- ado na camada de 0-0,10 m. ................................................................................. 52 Tabela 21 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de porosidade total, avalia- do na camada de 0-0,10 m. ................................................................................... 53 Tabela 22 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de densidade, avaliado na camada de 0-0,10 m. ............................................................................................. 54 Tabela 23 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de macroporosidade, avali- ado na camada de 0,10-0,20 m. ............................................................................ 55 Tabela 24 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de microporosidade, avali- ado na camada de 0,10-0,20 m. ............................................................................ 56 Tabela 25 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de porosidade total, avalia- do na camada de 0,10-0,20 m. .............................................................................. 57 Tabela 26 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de densidade, avaliado na camada de 0,10-0,20 m. ........................................................................................ 58 Tabela 27 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de macroporosidade, avali- ado na camada de 0,20-0,30 m. ............................................................................ 59 Tabela 28 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de microporosidade, avali- ado na camada de 0,20-0,30 m. ............................................................................60 Tabela 29 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de porosidade total, avalia- do na camada de 0,20-0,30 m. .............................................................................. 61 Tabela 30 – Estatísticas descritivas básicas para o parâmetro de densidade, avaliado na camada de 0,20-0,30 m. ........................................................................................ 62 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 13 2 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................. 14 3.1 Qualidade física do solo ............................................................................................ 14 3.2 O preparo com arado e grade .................................................................................... 16 3.3 O preparo com escarificador ..................................................................................... 17 3.4 Carga vertical no depósito de fertilizantes da semeadora ......................................... 18 3.5 O trator ..................................................................................................................... 19 4 MATERIAL E MÉTODOS ....................................................................................... 20 4.1 Local .......................................................................................................................... 20 4.2 Caracterização da área experimental ......................................................................... 20 4.3 Delineamento experimental ....................................................................................... 21 4.4 Equipamentos agrícolas ............................................................................................. 22 4.5 Métodos de avaliação ................................................................................................ 26 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................. 28 6 CONCLUSÕES ......................................................................................................... 37 REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 38 APÊNDICE A – RESULTADOS DE ANÁLISE DE VARIÂNCIA (ANOVA) ..... 45 APÊNDICE B – ESTATÍSTICAS DESCRITIVAS ................................................. 51 13 1 INTRODUÇÃO A utilização crescente de máquinas agrícolas no campo tem contribuído para o aumento da produção das culturas, de modo a suprir a necessidade cada vez maior de alimen- tos e elevar a qualidade de vida da população. Entretanto, por meio do uso irrestrito e repetiti- vo das atividades mecanizadas sobre o solo, após longo período, poderá ocorrer o surgimento de camadas compactadas, de modo a causar o aumento da erosão, perda de nutrientes e redu- ção da produtividade das culturas. Durante muito tempo, era consenso que a melhor forma de preparar o solo para a semeadura seria a utilização de uma aração profunda, seguida de duas ou mais gradagens, conforme o tipo de solo. No entanto, observou-se que o manejo com práticas mecanizadas resultou em maior densidade do solo quando comparado ao solo encontrado em condições nativas. O tráfego com maquinários agrícolas no campo, ainda que seja minimamente reduzi- do, continua sendo de grande potencial para a compactação do perfil do solo, tanto em super- fície quanto em subsuperfície (SANTOS et al., 2008). Em muitas regiões, faz-se necessária alguma medida para substituir os sistemas de preparo convencional por outros que promovam o mínimo de mobilização do solo. Visando evitar os impactos negativos causados sobre o solo, um dos métodos alternativos adotados é o preparo com escarificador agrícola, o qual já vem substituindo arados e grades com vantagens em muitas regiões brasileiras (LANÇAS, 2002). A determinação dos equipamentos e dos métodos de preparo podem contribuir para elevar o percentual dos macroporos do solo, aumentando o armazenamento de água e nutrien- tes, além de incrementar o rendimento das culturas. A compactação aplicada sobre o solo, tanto por meio dos pneus do trator quanto através dos órgãos da semeadora adubadora em contato com o solo, pode ou não ser benéfica à germinação das sementes e emergência das plântulas. A razão disto é que as sementes ne- cessitam de certa compactação para germinarem e se desenvolverem, mas em solos muito compactados este processo pode impedir o desenvolvimento das raízes das plantas em maio- res profundidades. O percentual de enchimento do depósito de fertilizantes da semeadora, ao transmitir sobre os solos maiores ou menores cargas, também podem interferir nesses proces- sos. Deste modo, o preparo com escarificador associado com menores cargas no depósito de fertilizantes podem proporcionar a melhoria da qualidade física do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a alteração da qualidade física de solo de tex- tura franco arenoso, submetido a diferentes preparos e cargas verticais no depósito de fertili- zantes da semeadora, no processo de semeadura do milho (Zea mays L.). 14 3 REVISÃO DE LITERATURA 3.1 Qualidade física do solo O desenvolvimento das culturas está relacionado a fatores que envolvem a dinâ- mica dos componentes das partículas do solo (CARNEIRO et al., 2009). Essas variações, re- lacionadas ao manejo, ocorrem em diversos atributos que podem ser avaliados por meio das características físicas das partículas do solo (NETTO; KATO; GOEDERT, 2009). A densidade dos fragmentos do solo influencia sobre a quantidade de poros, alte- rando a movimentação de água e oxigênio (ASSIS et al., 2009). Estudos indicam que há pro- blemas globais que podem ser gerados pela compactação dos solos agrícolas, tais como inun- dações, erosão, lixiviação de agrotóxicos, emissão de gases do efeito estufa, além de perdas de produtividade pelas culturas (KELLER; LAMANDÉ, 2010). Para avaliação da qualidade física do solo, são usados com frequência os atributos de densidade, porosidade, condutividade hidráulica, curva de retenção de água, resistência do solo à penetração e estabilidade de agregados (SCHIAVO; COLODRO, 2012). Segundo A- guiar (2008), a estrutura pode ser avaliada pela densidade do solo, macro e microporosidade, estabilidade de agregados, resistência à penetração e infiltração da água no solo. Segundo Lanzanova et al. (2007, apud KUNZ et al, 2013) os atributos físicos mais estudados para avaliar a compactação e suas alterações sobre as partículas, são a densi- dade e a porosidade do solo. Para Brito (2010) e Netto et al. (2009), o estudo das atividades mecanizadas na agricultura, por meio das propriedades físicas do solo, sobretudo a porosidade e densidade, podem ser feitas a fim de analisar a capacidade de retenção de água e o desen- volvimento de raízes. Os efeitos da compactação pelos métodos de manejo com mecanização agrícola podem variar conforme o tipo de preparo, a intensidade de movimentação, trânsito de máqui- nas e manejo dos resíduos vegetais (MATIAS et al., 2009). A porção volumétrica do solo não ocupada por detritos sólidos corresponde à po- rosidade do solo, a qual inclui os espaços preenchidos por líquidos e gases. A soma da macro- porosidade com a microporosidade resulta na porosidade total do solo (SILVA, 2010). O vo- lume total de poros pode ser denominado de porosidade total do solo (MICHELON, 2010). Conforme Klein e Libardi (2002, apud STUMPF, 2011), a porção de porosidade maior do que 0,05 mm são os macroporos, e a porção menor do que 0,05 mm são os micropo- ros. Segundo Vieira et al. (1988, apud SANCHEZ, 2012), os macroporos estão presentes em 15 maior quantidade nas partículas de areia e nos agregados,enquanto que os microporos pre- dominam em poros reduzidos, como ocorre nos minerais de argila. A porosidade é formada pelo conjunto de fenômenos e mecanismos, na física de solos, que são responsáveis pela retenção e do fluxo da água e do ar. Os microporos são res- ponsáveis pela retenção de água no perfil do solo, ao passo que os macroporos realizam a ae- ração e infiltração de água, além de permitirem a penetração de raízes (SUGUINO et al., 2011; SILVEIRA, 2013). A quantidade de macroporos influencia no crescimento das raízes e, por conseguinte, na absorção de água e nutrientes, e sua redução pode induzir ao crescimento lateral de raízes, pelo aumento da densidade. No entanto, a microporosidade é de essencial importância em momentos críticos de escassez de água, atuando como reservatório (SAN- CHEZ, 2012). O atributo de densidade do solo é muito utilizado para caracterizar fisicamente a estrutura do solo, sendo indicador de sua compactação (GONÇALVES et al., 2013). A densi- dade é o atributo físico do solo que fornece informações sobre o seu estado de conservação, interferindo sobre a infiltração, retenção hídrica, penetração de raízes, trocas gasosas e susce- tibilidade aos processos erosivos, sendo importante atributo para avaliação da compactação dos solos (GUARIZ et al., 2009). O elevado grau de densidade do solo pode prejudicar o de- senvolvimento das plantas, em razão dos fatores mencionados, além de poder levar ao acúmu- lo de gás carbônico no volume poroso em que as raízes se encontram, podendo levar à morte das plantas. A susceptibilidade à compactação pode ser alterada pelo acúmulo de matéria or- gânica. Porém, a textura do solo e seus efeitos associados à retenção de água, coesão e densi- dade do solo determinarão a magnitude e o tipo de efeito (BRAIDA et al., 2010). Reichert et al. (2009) afirmam que o aumento da densidade pode não ser prejudi- cial às culturas agrícolas, em razão de que, até certo ponto, esta elevação pode contribuir para a retenção e o estoque de água no solo. Porém, se esse aumento atingir o nível crítico, pode ocorrer prejuízos para a produtividade agrícola e o surgimento de camadas compactadas. Es- tes mesmos autores definiram limites críticos de densidade do solo de acordo com teor de argila; dessa forma, seria possível inferir sobre o estado de compactação do solo à partir dos valores críticos de sua densidade. O valor ideal de densidade depende do seu espaço poroso. Por isso, solos com maior volume poroso têm menor densidade. Deste modo, todos os fatores que interferem so- bre a porosidade do solo irão interferir em sua densidade (MACHADO; FAVARETTO, 2006 apud ALMEIDA, 2013). 16 Os atributos físicos podem ser modificados de acordo com a forma de cultivo do solo, incluindo sua intensidade e métodos de preparo escolhidos (VENDRUSCOLO et al., 2011; BOTTEGA et al., 2011). Sendo assim, a escolha dos métodos de preparo, aliado ao manejo correto e aplicação, se tornam de fundamental importância nos sistemas agrícolas de produção, a fim de promover a preservação do solo. Albiero et al. (2011a) verificaram que o novo método de cultivo do solo, com a u- tilização do implemento denominado “paraplow rotativo”, demonstrou o seu caráter de conservação, capaz de quebrar torrões para o plantio, sem alterar as propriedades físicas do solo originais. Estes mesmos autores concluíram que o mesmo produz uma faixa de solo bem preparado, com características ideais para semear, caracterizados por uma largura superficial pequena e subsuperficial grande, o que significa uma menor exposição do solo superficial à erosão (ALBIERO et al., 2011b). 3.2 O preparo com arado e grade O sistema convencional tradicionalmente é aplicado com uma aração e uma ou mais gradagens, realizando o trabalho de revolvimento, destorroamento e nivelamento do ter- reno, propiciando o leito favorável ao desenvolvimento das culturas. Para Rosseto e Santiago (2007), este tipo de preparo realiza o trabalho de revolvimento das camadas superficiais, de modo a reduzir a compactação, aumentar a porosidade do solo, a permeabilidade e o armaze- namento de água e ar. Além dessas funções, é comum o uso do preparo com arado e grade para controlar a disseminação de plantas invasoras, incorporar corretivos e adubos, além de controlar as pra- gas nas plantas e os patógenos do solo, de modo a favorecer o crescimento e desenvolvimento radicular. No entanto, graves problemas tem surgido do seu uso indiscriminado (REICHERT et al., 2009), tais como o aumento da densidade do solo (SILVA, et al., 2011). O preparo com arado e grade quando aplicado em solos arenosos, com elevada e- rodibilidade, criam efeitos sinérgicos negativos, podendo gerar compactação, empobrecimen- to gradual do solo e redução da produtividade das culturas (OTSUBO et al., 2013). O papel do arado é realizar o corte, elevar e inverter a leiva, produzindo o efeito de cisalhamento. A grade deverá complementar este trabalho, por meio de pulverização dos torrões e nivelamento do solo, propiciando o leito favorável ao desenvolvimento das plantas. No entanto, esta prática, se utilizada de modo repetitivo e único, pode desenvolver sérios pro- blemas com o passar dos anos (GABRIEL FILHO et al., 2000). Outros problemas decorrentes 17 do seu uso intensivo podem ocorrer, como a desagregação do solo, dispersão das argilas, o qual facilita o seu arraste pela ação dos agentes erosivos, levando à perda de nutrientes. A inversão das leivas pode levar à maior perda evaporativa da água contida nos macroagregados e microagregados do solo. Outros efeitos negativos do preparo com arado e grade sobre o solo são a exposi- ção das camadas subsuperficiais do solo, levando-o à oxidação, o qual pode levar a perda de carbono do solo para a atmosfera, e também pela erosão, podendo favorecer a perda de maté- ria orgânica do solo (CRUZ et al., 2002). O preparo intensivo com arado e grade podem gerar consequências negativas so- bre a estrutura do solo, interferindo no meio ambiente, economia e sociedade, e tem feito mui- tos agricultores procurarem alternativas para o meio de cultivo mais sustentável (FALCÃO et al., 2013). Esta alternativa deve procurar alterar minimamente a estrutura do solo, mantendo os agregados com elevada capacidade de retenção de água, nutrientes, resistência à erosão, elevado percentual de macroporos e com aeração adequada para o bom desenvolvimento e crescimento das plantas. 3.3 O preparo com escarificador O escarificador é o implemento agrícola que se apresenta como opção para o agri- cultor, dentro da ótica do manejo conservacionista, trazendo, como vantagens, o fato de que mobiliza o solo sem revolvê-lo, promovendo a incorporação de menos de 1/3 do material e- xistente na superfície (ORTIZ–CAÑAVATE; HERNANZ, 1989). Lanças (2002) afirma que o escarificador tem o mesmo princípio de rompimento do solo por propagação das trincas, ou seja, o solo não é cortado como na aração ou gradagem e sim rompido nas suas linhas de fraturas naturais ou através das interfaces dos seus agrega- dos. Desta forma, ambos os equipamentos utilizam hastes que são cravadas no solo e provo- cam o seu rompimento para frente, para cima e para os lados. É o chamado rompimento tri- dimensional do solo em blocos. Isto permite dizer que este tipo de mobilização é menos a- gressiva do que aquelas nos quais as lâminas cortam o solo de forma indiscriminada e contí- nua, destruindo sua estrutura original. Vários trabalhos indicam o uso dos implementos escarificadores como alternativa viável para redução dos impactos negativos provindos de práticas mecanizadas intensivas do preparo com arado e grade sobre o solo. Derpsch, Sidira e Roth (1986) concluíram que não houve surgimento de camadas compactadas no solo quando aplicados implementos de preparo 18 com hastes. Solos trabalhados desta forma tendem a apresentarmenores valores de resistência à penetração e densidade, quando comparados aos sistemas convencionais de preparo. Medei- ros et al. (2009), ao avaliar o Latossolo vermelho, quando comparou os sistemas de plantio direto, o preparo com escarificador, o preparo com arado e grade e o sistema de rotavação, concluiu que o preparo com escarificador apresentou a melhor distribuição de poros tanto em quantidade quanto em qualidade, além de infiltração notadamente maior em relação aos ou- tros tratamentos de preparo e manejo do solo, o que indica a melhor qualidade física dos agre- gados do solo para a agricultura. Segundo Borges, Fancelli e Cordeiro (2010), o escarificador contribui para o au- mento da macroporosidade do solo, facilitando o processo de incorporação de calcário. O uso de implementos como os escarificadores, que produzem superfícies mais rugosas, que os im- plementos de disco, como as grades pesadas, têm por objetivo aumentar a porosidade, reduzir a densidade e, ao mesmo tempo, romper as camadas subsuperficiais compactadas (KOC- HHANN; DENARDIN, 2000). 3.4 Carga vertical no depósito de fertilizantes da semeadora Estudos indicam que o peso representado pelas sementes e adubos nos respectivos depósitos pode ter influência sobre o desempenho, o funcionamento dos conjuntos operacio- nais e sobre a área de revolvimento do solo. Furlani et al. (2006), utilizando duas cargas de adubo (100 e 400 kg), verificaram que a carga de depósito de adubo alterou a força de tração, influenciando sobre a capacidade de campo teórica, o consumo de combustível horário e operacional. A maior potência exigida no motor foi observada na maior carga e velocidade. Avaliando a carga no depósito de adubo, verificou-se que com reservatório cheio ocorre maior distribuição de adubo, e à medida que o reservatório esvazia-se, ocorre diminuição na dose de adubo aplicada. Santos et al. (2013) verificaram que a carga sobre o depósito de adubo afetou a força de tração exigida. Houve o aumento no consumo horário de combustível e da potência exigida com o aumento das marchas. Silva et al. (2012) concluíram que, para todas as coberturas vegetais estudadas, quanto maior a carga vertical aplicada sobre a semeadora maior foi a profundidade de pene- tração dos discos. Os mesmos autores concluíram que os discos lisos obtiveram maiores valo- res de profundidade que os discos ondulados. Grotta et al. (2007) verificaram que a área mo- bilizada foi proporcional à profundidade das hastes sulcadoras da semeadora. 19 3.5 O trator O trator e as máquinas agrícolas são essenciais para a agricultura. A produção em alta escala é dependente da mecanização agrícola, condição necessária para a subsistência da crescente população. A mecanização agrícola, quando bem aplicada, ajuda o agricultor a au- mentar a sua produção e produtividade. No entanto, vários impactos negativos têm ocorrido na agricultura, com o surgi- mento de camadas compactadas no solo, seja pelo uso indevido, de modo repetitivo, excessi- vo ou inapropriado da mesma técnica de preparo do solo (REICHERT et al., 2009). O tráfego e o preparo intensivo com máquinas é o principal responsável pelo aumento da densidade e resistência ao desenvolvimento das plantas (SILVA et al., 2011). Ribeiro (2009) afirma que a maioria das ocorrências do processo de compactação do solo na agricultura moderna se dá pelo trafego de implementos agrícolas, o qual é parte integrante do sistema de manejo das culturas, por isso devem-se buscar alternativas que pro- porcionem a sustentabilidade do solo agrícola, principalmente em relação à estrutura do solo. A compactação do solo é o processo que resulta diretamente do aumento da den- sidade do solo (PANDOLFI et al., 2007), o que leva a mudanças em outras propriedades do solo, tais como: porosidade, retenção de água, aeração e resistência do solo à penetração das raízes (ASSIS et al., 2009; SILVA et al., 2000). A utilização de equipamentos mecanizados na agricultura acaba exercendo pres- sões sobre os horizontes do solo, em superfície e em subsuperfície (SANTOS et al., 2008), podendo causar a reorganização das partículas e redução da sua porosidade. Uma das condi- ções que favorecem um aumento da compactação é a alta umidade do solo no cultivo com atividades mecanizadas (SILVA et al., 2009). No entanto, segundo Saffih-Hdadi et al. (2009), mesmo sem considerarmos o teor de umidade do solo, há relatos que demonstram a ocorrên- cia cada vez maior de problemas de compactação gerados em solos agrícolas, os quais têm sido atribuídos às operações mecanizadas. A escolha do equipamento e do método de preparo do solo pode ajudar na redução das perdas de água e solo (COELHO et al., 2012; LLANILLO et al., 2006; GABRIEL FILHO et al., 2010). 20 4 MATERIAL E MÉTODOS 4.1 Local O estudo foi realizado no campo experimental da área de mecanização do Depar- tamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará, pertencente ao Laborató- rio de Investigação de Acidentes com Máquinas Agrícolas – LIMA, localizado nas coordena- das geográficas 03º44’ de latitude S e 38º34’ de longitude W, com altitude média de 26 m, no período de março e abril de 2014. A precipitação total no período estudado foi de 491,0 mm e a temperatura média de 27,2 °C, com dados fornecidos pela Estação Agrometeorológica Pro- fessor Aroldo Cipriano Pequeno, do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal do Ceará. 4.2 Caracterização da área experimental O solo foi classificado conforme Melo et al. (2013), como Argissolo Vermelho Amarelo, seguindo a metodologia da EMBRAPA (1999). O local do ensaio foi utilizado em aulas com operações mecanizadas nos últimos três anos. O solo no momento das operações mecanizadas encontrava-se na friabilidade para os equipamentos utilizados. Na operação com máquinas agrícolas, foram aplicados os métodos de segurança preconizados por Monteiro e Albiero (2013), Monteiro et al. (2010) e Monteiro e Silva (2009). A Tabela 1 mostra os resultados dos parâmetros de composição granulométrica e densidade, obtidos previamente à realização deste experimento, por meio de análise física do solo, realizada pelo Laboratório de Solo e Água do Departamento de Ciências do Solo da UFC, localizado em Fortaleza/CE. 21 Tabela 1 – Composição granulométrica e densidade, nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20- 0,30 m. Profundidade (m) Composição Granulométrica (g kg -1 ) Classificação textural Densidade global (g cm -3 ) Areia Grossa Areia Fina Silte Argila Argila Natural 0 – 0,10 435 371 76 118 71 Franco arenosa 1,37 0,10 – 0,20 466 331 72 131 93 Franco arenosa 1,37 0,20 – 0,30 300 481 73 146 97 Franco arenosa 1,53 Fonte: Elaborado pelo autor. 4.3 Delineamento experimental O delineamento experimental escolhido foi o de blocos ao acaso, em esquema fa- torial 2x3, com quatro repetições, sendo aplicados dois preparos do solo, 1 aração + 1 grada- gem e escarificação, na profundidade de trabalho de 0-0,30 m, associados a três cargas verti- cais no depósito de fertilizantes, 50 % (75 kg), 80 % (120 kg) e 100 % (150 kg), totalizando seis tratamentos, sendo esta massa de carga obtida do somatório dos três depósitos de adubos da semeadora, configurada com 3 linhas, por ocasião da semeadura do milho (Zea mays L.). Foi utilizado um fertilizante de formulação 06-24-12 (NPK) com 7,2 % Ca e 3,0 % S, em mis- tura de grânulos. A parcela experimental foi de 100 m 2 , constituídas de três linhas de milho, espa- çadas em 0,80 m e com 20 m de comprimento, com carreadores de 10 m para as manobras das máquinas e implementos (FIGURA 1). 22 Figura 1 – Esquema das parcelas experimentais. C2P2 C1P2 C3P2 C1P1 C1P1 C3P1 C2P2 C2P1 C3P2 C2P1 C3P1 C1P2 C2P1 C3P2 C1P1 C3P1 C1P2 C1P1 C3P2 C2P1 C2P2 C3P1 C1P2 C2P2Legenda: P1 – preparo com arado e grade; P2 – preparo com escarificador; C1 – carga de 100 % (150 kg); C2 – carga de 80 % (120 kg); C3 – carga de 50 % (75 kg). Fonte: elaborado pelo autor. 4.4 Equipamentos agrícolas Para o processo de aração, foi utilizado arado de disco fixo, montado, com três discos lisos de 24’’, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA A950, conforme Figura 2, com potência máxima de 70,6 kW (96 cv) no motor, na rotação de 2300 rpm, apresentando massa de 5.280 kg distribuídos com 40 % na dianteira e 60 % na traseira, pneus dianteiros com pressão de inflação de 110 kPa (16 psi), e pneus traseiros com pressão de inflação de 124 kPa (18 psi), conforme recomendação do fabricante. 30 m Bloco 3 Bloco 4 5 m Bloco 2 C ar re ad o r C ar re ad o r C ar re ad o r C ar re ad o r C ar re ad o r 30 m 110 m 20 m 10 m N Bloco 1 23 Figura 2 – Arado de disco fixo, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA A950. Fonte: elaborado pelo autor. Foi utilizada a grade leve de arrasto da marca MARCHESAN, modelo GN, Off- Set, com 28 discos de 20”, pesando 836 kg, utilizada após o processo de aração para destorro- amento e nivelamento do solo, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM125i, con- forme Figura 3, com potência máxima de 91,9 kW (125 cv) no motor, na rotação de 2300 rpm, apresentando massa de 6.250 kg, distribuídos com 35 % na dianteira e 65 % na traseira, pneus dianteiros com pressão de inflação de 110 kPa (16 psi), e pneus traseiros com pressão de inflação de 124 kPa (18 psi), conforme recomendação do fabricante. 24 Figura 3 – Grade MARCHESAN, modelo GN, Off-Set, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM125i. Fonte: elaborado pelo autor. Foi utilizado o escarificador da marca MARCHESAN, modelo AST/MATIC 450, configurado com cinco hastes e ponteira estreita com rolo destorroador, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM125i, conforme Figura 4, com potência máxima de 91,9 kW (125 cv) no motor, na rotação de 2300 rpm, apresentando massa de 6.875 kg, distribuídos 35 % na dianteira e 65 % na traseira, pneus dianteiros com pressão de inflação de 110 kPa (16 psi), e pneus traseiros com pressão de inflação de 124 kPa (18 psi), conforme recomendação do fabricante. Figura 4 – Escarificador MARCHESAN, modelo AST/MATIC 450, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM125i. Fonte: elaborado pelo autor. 25 Para a semeadura do milho (Zea mays L.), utilizou-se a semeadora pneumática de precisão da marca Jumil, modelo JM2090 PD, com três linhas espaçadas de 0,80 m, acoplado ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM120, conforme Figura 5, com potência máxima de 88,32 kW (120 cv) no motor, na rotação de 1.900 rpm, apresentando massa de 6.600 kg, dis- tribuídos 40% na dianteira e 60% na traseira, pneus dianteiros com pressão de inflação de 110 kPa (16 psi), e pneus traseiros com pressão de inflação de 124 kPa (18 psi), conforme reco- mendação do fabricante. Figura 5 – Semeadora adubadora Jumil, modelo JM2090 PD, acoplada ao trator 4x2 TDA, modelo VALTRA BM120. Fonte: elaborado pelo autor. A Figura 6 mostra as diferentes cargas utilizadas no depósito de fertilizantes da semeadora. 26 Figura 6 – Variação da carga no depósito de fertilizantes da semeadora. Fonte: elaborado pelo autor. 4.5 Métodos de avaliação Foram avaliados os atributos físicos do solo de macroporosidade, microporosida- de, porosidade total e densidade, determinados por meio da coleta de monólitos indeformados após os preparos e semeadura, por meio de anéis de dimensões 5,0 x 4,3 cm retirados com amostradores Uhland adaptados, conforme Figura 7, nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20- 0,30 m, segundo metodologia da Embrapa (1997). Esta metodologia foi aplicada para coleta de monólitos indeformados antes dos preparos e semeadura, para servir de testemunha, com a obtenção dos parâmetros de macroporosidade, microporosidade e porosidade total. A área útil (2,5 m 2 ), avaliada para determinação dos atributos físicos do solo, foi formada pelos quatro metros centrais, desprezando os oito metros das extremidades das bordaduras. Carga de 80 % (3 x 40 kg) Carga de 50 % (3 x 25 kg) Carga de 100 % (3 x 50 kg) 27 Figura 7 – Coleta das amostras de monólitos indeformados. Fonte: elaborado pelo autor. Para as determinações da densidade, macroporosidade e microporosidade utilizou- se o método da mesa de tensão (EMBRAPA, 1997), conforme Figura 8. Figura 8 – Mesa de tensão. Fonte: elaborado pelo autor. A porosidade total foi obtida pela soma dos valores de macroporosidade e micro- porosidade do solo. Os dados foram submetidos à análise de variância pela estatística F, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 10 % de significância, utilizando-se o Software SISVAR, versão 5.3. 28 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO A tabela 2 demonstra os resultados médios para os parâmetros de macroporosida- de, microporosidade e porosidade total, obtidos antes dos preparos e semeadura. Tabela 2 – Valores médios de macroporosidade, microporosidade e porosidade total do solo, avaliados nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, obtidos antes dos pre- paros e semeadura. Parâmetros Profundidade (m) 0,0 - 0,10 0,10 - 0,20 0,20 – 0,30 Macroporosidade (m 3 m -3 ) 0,131 0,113 0,096 Microporosidade (m 3 m -3 ) 0,170 0,183 0,194 Porosidade Total (m 3 m -3 ) 0,301 0,296 0,290 Fonte: elaborado pelo autor. Os resultados da análise de variância (ANOVA) dos parâmetros avaliados são demonstrados no Apêndice A, e as estatísticas descritivas básicas no Apêndice B. A Tabela 3 demonstra os resultados médios para os valores de macroporosidade do solo, obtidos após os preparos e semeadura. Tabela 3 – Valores médios de macroporosidade (m 3 m -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0- 0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizante da semeadora, após os preparos e semeadura. Causas de Variação Profundidade (m) 0 – 0,10 0,10 – 0,20 0,20 – 0,30 Preparo (P) Arado + Grade 0,066 a 0,059 a 0,056 Escarificador 0,040 b 0,035 b 0,038 Carga (C) C1 0,061 0,052 0,061 C2 0,051 0,047 0,042 C3 0,047 0,042 0,039 CV (%) 59,54 66,45 61,96 C1 – 100 % (150 kg); C2 – 80 % (120 kg); C3 – 50 % (75 kg); CV – coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra e sem letras nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey para um nível de 10 % de signifi- cância. Fonte: elaborado pelo autor. 29 Verificou-se que, no perfil de 0-0,20 m, os valores médios de macroporosidade do preparo com arado e grade foram superiores ao preparo com escarificador. Não houve dife- rença significativa entre as cargas, no perfil de 0-0,30 m, e entre os preparos, no perfil de 0,20-0,30 m. Uma das funções do preparo com arado e grade é o rompimento das camadas compactadas do solo (ROSSETTO; SANTIAGO, 2007, SILVA et al., 2011; REICHERT et al., 2009; SAFFIH-HDADI et al., 2009). A inversão de leivas, através dos órgãos ativos do arado, e posterior destorroamento e nivelamento, proporcionados pela passagem da grade, podem ter atuado de modo mais intensivo no aumento dos espaços porosos do solo, contribu- indo para obtenção de maiores valores de macroporosidade. Esses resultados corroboram com os obtidos por Mello Ivo e Mielniczuk (1999), ao estudarem o solo Podzólico Vermelho- Escuro. Segundo esses autores, o preparo convencional (aração e gradagens) obteve os maio- res valores de macroporosidade, comparado ao preparo escarificador e plantio direto, após cinco anos de utilização.Os mesmos afirmam que isto ocorreu devido à quebra do perfil compactado pelo arado e grade, devido à fraqueza entre os agregados. De acordo com Stolf et al. (2011), diversos estudos indicam o valor de 10 % (0,10 m 3 m -3 ) de macroporosidade como um limite crítico de aeração do solo. Observou-se que os valores obtidos de macroporosidade pelas amostras testemunhas (TABELA 2) se demonstra- ram favoráveis à qualidade física do solo. No entanto, os resultados obtidos, após os preparos, quanto ao parâmetro de macroporosidade, não se demonstraram favoráveis à qualidade física do solo, nos tipos de preparos e cargas verticais, nas condições deste experimento. Isto pode ser explicado pela ação desagregadora dos órgãos ativos dos implementos aplicados no perfil, conforme SANTOS et al. (2008), e à fraca estrutura do solo. Oliveira et al. (2013) relataram que o efeito imediato de baixos valores de macroporosidade é a degradação do solo e aumento da densidade, resultando em menor infiltração e drenagem de água no solo. Segundo Kiehl (1979 apud MÜLLER, 2011), um solo ideal deve possuir espaço poroso total de 50%, sendo que aproximadamente 33% devem ser relativos aos macroporos e o restante ocupado por mi- croporos. Para o parâmetro de macroporosidade, o CV foi classificado como muito alto nas três camadas, segundo Gomes (1990 apud CARGNELUTTI FILHO; STORCK, 2007). De acordo com este autor, há necessidade de se considerar na avaliação do coeficiente de varia- ção não só a variável em estudo, mas também o tipo de experimento instalado, além do núme- ro de repetições, entre outros fatores. Neste experimento, foi verificado que os dados obtidos do CV no parâmetro de macroporosidade são compatíveis com a literatura, corroborando com 30 os resultados obtidos por Chioderoli et al. (2012), Basso et al. (2011) e Souza et al. (2004a). Isto pode ser explicado pela elevada variabilidade da configuração espacial dos macroporos (CAMARA; KLEIN, 2005), que pode ser gerada por condições climáticas e o efeito irregular das hastes do escarificador sobre o perfil do solo, segundo Basso et al. (2011). A Tabela 4 demonstra os resultados médios para os valores de microporosidade do solo, obtidos após os preparos e semeadura. Tabela 4 – Valores médios de microporosidade (m 3 m -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0- 0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizante da semeadora, após os preparos e semeadura. Causas de Variação Profundidade (m) 0 – 0,10 0,10 – 0,20 0,20 – 0,30 Preparo (P) Arado + Grade 0,262 a 0,265 a 0,259 Escarificador 0,240 b 0,231 b 0,240 Carga (C) C1 0,250 0,245 0,251 C2 0,256 0,250 0,248 C3 0,246 0,249 0,250 CV (%) 8,09 9,58 11,24 C1 – 100 % (150 kg); C2 – 80 % (120 kg); C3 – 50 % (75 kg); CV – coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra e sem letras nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey para um nível de 10 % de signifi- cância. Fonte: elaborado pelo autor. Verificou-se que, no perfil de 0-0,20 m, os valores médios de microporosidade do preparo com escarificador foram superiores ao preparo com arado e grade. Este resultado po- de ser explicado pelo maior rompimento dos agregados do solo (TABELA 3) pelo preparo com arado e grade, dando origem ao maior percentual de microporos na sua estrutura. Não houve diferença significativa entre as cargas, no perfil de 0-0,30 m, e entre os preparos, no perfil de 0,20-0,30 m. A elevação da microporosidade pode resultar na compactação do solo (JIMENEZ et al., 2008), sendo um fator limitante para a penetração das raízes e ao pleno desenvolvimen- to das plantas. Verificou-se que os valores de microporosidade das amostras coletadas após os preparos foram superiores às amostras testemunhas (TABELA 2). Isto pode ser explicado pela ação desagregadora dos órgãos ativos dos implementos aplicados no perfil, conforme SAN- TOS et al. (2008), e à fraca estrutura do solo. A obtenção de maiores valores médios dos pa- râmetros de macroporosidade e microporosidade pelo preparo com arado e grade pode ter 31 ocorrido devido à natureza dos órgãos ativos dos implementos utilizados, por meio da inver- são da leiva e destorroamento, enquanto que as hastes do escarificador atuaram de modo de- suniforme sobre o perfil do solo (BASSO et al., 2011), resultando em menor pulverização dos agregados do solo. Nos parâmetros de macro e microporosidade, no perfil de 0,20-0,30 m, a diferença não significativa entre os dois tipos de preparos pode ser explicada devido à maior densidade do solo nesta camada (TABELA 1), demonstrando-se com maior poder de cimentação entre as partículas e resistência ao trabalho dos órgãos ativos do arado e grade nesta profundidade, reduzindo a formação de grandes espaços porosos e, por consequência, mantendo os valores de microporosidade elevados. Lanças (2002) afirma que a utilização de máquinas tais como o arado e grade, resolve o problema da compactação do solo nas camadas superficiais; porém, na maioria dos casos, a transfere para camadas mais profundas, dando origem a camadas compactadas subsuperficiais. Para a microporosidade, os valores do CV foram considerados baixos no perfil de 0-0,20 m, e médios no perfil de 0,20-0,30 m, com CV variando de 8,09 a 11,24 %, corrobo- rando com os dados obtidos por Carvalho, Soratto e Freddi (2002), Souza et al. (2004a) e Basso et al. (2011), que encontraram valores entre 4,25 e 8,70 %. A Tabela 5 demonstra os resultados médios para os valores de porosidade total do solo, obtidos após os preparos e semeadura. Tabela 5 – Valores médios de porosidade total (m 3 m -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0- 0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verticais no depósito de fertilizante da semeadora, após os preparos e semeadura. Causas de Variação Profundidade (m) 0 – 0,10 0,10 – 0,20 0,20 – 0,30 Preparo (P) Arado + Grade 0,328 a 0,324 a 0,315 a Escarificador 0,279 b 0,265 b 0,278 b Carga (C) C1 0,311 0,297 0,312 C2 0,307 0,296 0,289 C3 0,292 0,291 0,289 CV (%) 9,65 8,29 7,79 C1 – 100 % (150 kg); C2 – 80 % (120 kg); C3 – 50 % (75 kg); CV – coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra e sem letras nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey para um nível de 10 % de signifi- cância. Fonte: elaborado pelo autor. 32 Verificou-se que, no perfil de 0-0,30 m, os valores médios de porosidade total do preparo com arado e grade foram superiores ao preparo com escarificador. Não houve dife- rença significativa entre as cargas, no perfil de 0-0,30 m. A soma da macroporosidade com a microporosidade resulta na porosidade total do solo (SILVA, 2010; MICHELON, 2010). Os maiores valores de porosidade total do preparo com arado e grade podem ser explicados pelos valores superiores obtidos de macroporosidade (TABELA 3) e microporosidade (TABELA 4) do preparo com arado e grade em relação ao preparo com escarificador. Estes resultados corroboram com os obtidos por Greco et al. (2012), os quais concluíram que o sistema de manejo convencional apresentou maior macro- porosidade e porosidade total do solo do que em sistemas conservacionistas, devido ao revol- vimento do solo durante seu preparo. Lanças (2002) considera que o percentual de macroporos é um método preciso de determinação da compactação do solo, enquanto que Stolf (1987) demonstrou que este é o melhor método de indicação do grau de compactação do solo. Apesar dos melhores resultados de macroporosidade, no preparo com arado e grade, isto não significou a melhoria da qualida- de física do solo, uma vez que estes valores, demonstrados na Tabela 3, ficaram muito abaixo do valor crítico para a aeração e penetração das raízes (STOLF et al., 2011), e podem ser pre- judiciais ao desenvolvimento das culturas. A porosidadetotal apresentou baixa variabilidade, com CV entre 7,79 e 9,65 %, classificados como baixos nas três profundidades, corroborando com os dados obtidos por Carvalho et al. (2002), Souza et al. (2004a), Basso et al. (2011) e Chioderoli et al. (2012), os quais variaram entre 4,12 e 8,41%. A Tabela 6 demonstra os resultados médios para os valores de densidade do solo, obtidos após os preparos e semeadura. 33 Tabela 6 – Valores médios de densidade (kg dm -3 ) do solo, avaliados nas camadas de 0-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, em função do preparo do solo associado às cargas verti- cais no depósito de fertilizante da semeadora, após os preparos e semeadura. Causas de Variação Profundidade (m) 0 – 0,10 0,10 – 0,20 0,20 – 0,30 Preparo (P) Arado + Grade 1,691 1,693 b 1,700 b Escarificador 1,721 1,743 a 1,745 a Carga (C) C1 1,687 1,696 1,689 b C2 1,685 1,710 1,715 ab C3 1,746 1,749 1,763 a CV (%) 4,30 3,38 3,63 C1 – 100 % (150 kg); C2 – 80 % (120 kg); C3 – 50 % (75 kg); CV – coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra e sem letras nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey para um nível de 10 % de signifi- cância. Fonte: elaborado pelo autor. Foi observado que, no perfil de 0,10-0,30 m, o preparo com arado e grade de- monstrou valores médios inferiores de densidade quando comparado ao preparo com escarifi- cador. No perfil de 0,20-0,30 m, as cargas de 100 e 80 % demonstraram menores valores mé- dios de densidade do que a carga de 50 %, enquanto que as cargas de 80 e 50 % não diferiram entre si. Não houve diferença significativa entre as cargas, no perfil de 0-0,20 m, e entre os tipos de preparos no perfil de 0-0,10 m. A densidade e o percentual de macroporos são considerados métodos analíticos precisos para determinação da compactação do solo (LANÇAS, 2002). Os resultados de me- nor densidade obtidos do preparo com arado e grade, de 0,10-0,30 m, podem ser explicados em razão dos valores superiores obtidos de macroporosidade, demonstrados na Tabela 3. Ma- zurana et al. (2011) constataram menor densidade nos sistemas de preparo com maior mobili- zação do solo, em solo de textura franco-argiloarenosa. Gonçalves et al. (2013) concluíram que o preparo com grade aradora resultou em menor densidade do que o preparo com escarifi- cador, comparados pelo método do anel volumétrico, em solo de textura argilosa. De acordo com Abreu, Reichert e Reinert (2004), a presença de maiores valores de densidade do solo no preparo escarificador está relacionada com a reconsolidação do solo entre o período da reali- zação do preparo do solo e a amostragem. No parâmetro de densidade, no perfil de 0-0,10 m, não houve diferença significa- tiva entre os tipos de preparos. Isto pode ser explicado pela ação do rolo destorroador e a de- sagregação mais abrangente causada pelo escarificador na superfície do que nas camadas sub- 34 superficiais. Lanças (2002) afirma que o escarificador tem o princípio de rompimento do solo pelas suas linhas de fraturas naturais, por meio das interfaces dos seus agregados; as hastes são cravadas no solo e provocam o seu rompimento para frente, para cima e para os lados. Corrêa et al. (2009) afirmaram que os impactos das práticas de manejo sobre as propriedades físicas dos solos são mais acentuados em solos arenosos do que em solos argilo- sos. Sá e Junior (2005 apud SANCHEZ, 2012) relataram que, em solos arenosos, os valores de densidade naturalmente são mais elevados do que em solos argilosos. Como exemplo, ci- tam a densidade de 1,5 g cm -3 , no qual em solo argiloso pode significar um elevado grau de compactação, enquanto que em um solo arenoso não significa este problema. Para um mesmo valor de densidade, o solo argiloso pode estar muito compactado, enquanto para outro tipo de solo com textura mais arenosa esse valor pode indicar solo solto (BEUTLER et al., 2008). Reinert et al. (2001) consideram o valor crítico de 1,65 g cm -3 para solos com teor de argila menor que 20 %. Deste modo, considerando que o solo avaliado possui textura franco-arenosa (TABELA 2), com percentagem de argila variando entre 11,8 e 14,6 %, os valores médios de densidade obtidos, conforme Tabela 6, indicam que há compactação neste solo. Niero et al. (2010) e Oliveira et al. (2012), analisando um Latossolo Vermelho, observaram que houve relação entre o maior grau de umidade e a elevação do nível de com- pactação do solo. Sendo assim, o total pluviométrico no período deste ensaio pode ter influen- ciado no aumento do nível de compactação deste solo, conforme Nicoloso et al. (2008). Os valores de densidade do solo apresentaram baixa variabilidade, com CV entre 3,38 e 4,30 % nas três profundidades, corroborando na mesma ordem de grandeza que aqueles observados por Souza et al. (2001; 2004a, 2004b), Carvalho et al. (2002), Basso et al. (2011) e Chioderoli et al. (2012), os quais variaram entre 4,21 e 9,07 %. A ausência de diferença significativa entre os três níveis percentuais no depósito de fertilizantes da semeadora, quanto aos parâmetros de macroporosidade, microporosidade e porosidade total do solo, no perfil de 0-0,30 m, e de densidade, no perfil de 0-0,20 m, pode ser explicada pelo modo de acoplamento da semeadora ao trator, à presença de rodas limitadoras de profundidade na semeadora e ao fato de que as cargas aplicadas sobre o depósito de fertili- zantes foram consideradas insignificantes comparadas ao peso da semeadora. No entanto, no parâmetro de densidade, no perfil de 0,20-0,30 m, as cargas de 100 e 80 % demonstraram menores valores médios do que a carga de 50 %, enquanto que as cargas de 80 e 50 % não diferiram entre si. Silva et al. (2012) afirmam que, para todas as coberturas vegetais estuda- das, as maiores cargas verticais aplicadas sobre a semeadora resultaram em aumento da pene- tração dos discos. Os mesmos autores afirmam que os discos lisos obtiveram maiores valores 35 de profundidade que os discos ondulados. Grotta et al. (2007) verificaram que a área mobili- zada foi proporcional à profundidade das hastes sulcadoras da semeadora. Deste modo, as maiores cargas verticais no depósito de fertilizantes da semeadora podem ter aumentado a área de contato dos discos com o solo mobilizado, reduzindo a pressão exercida pelo peso da semeadora sobre a superfície de contato, resultando em menores valores de densidade, trans- ferida para a profundidade de 0,20-0,30 m. Novos estudos são necessários para verificar a influência dos tipos de preparos e de diferentes cargas no depósito de fertilizantes sobre o desenvolvimento das culturas. Conforme Stolf (1987), o parâmetro de macroporosidade pode ser considerado melhor indicador de compactação do solo do que a densidade. Jimenez et al. (2008) afirmam que solos compactados possuem número de microporos em maior quantidade, ao passo que o número de macroporos é reduzido, também associado com maior densidade do perfil. Isto foi verificado no atual experimento, sendo que ambos os tipos de preparos apresentaram valores percentuais absolutos de microporosidade elevados e de macroporosidade reduzidos, confor- me demonstrado na Figura 9. 36 Figura 9 – Parâmetros de macro e microporosidade (m 3 m -3 ), avaliados nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, entre os dois tipos de preparo do solo. Os resultados obtidos no presente trabalho corroboram com os obtidos por Silva et al. (2008), os quais concluíram que, na fase inicial do estabelecimento da cultura da mandio- ca, o plantio convencional (aração e gradagens) resultou em menor densidade, maior macro- porosidade e porosidade total do solo, em comparação ao plantio direto, em solo Argiloso vermelho, de textura arenosa. Para evitar maiores problemas decorrentes do uso excessivo de práticas mecani- zadas, poderiam ser recomendadas atividades conservacionistas para a recomposiçãoda estru- tura deste solo. Braida et al. (2010) afirmam que a susceptibilidade à compactação pode ser alterada pelo acúmulo de matéria orgânica. Stefanoski et al. (2013) recomendam que, em so- los degradados, os indicadores de qualidade física do solo evidenciam a necessidade da ado- ção de sistemas que favorecem a estruturação do solo, como aqueles que elevam os teores de matéria orgânica. No entanto, deve-se ressaltar a possibilidade de elevada complexidade de execução no processo de recuperação do solo com elevados custos de realização (LANÇAS, 2002). Microporosidade Macroporosidade Fonte: elaborado pelo autor. Legenda: Arado + grade Escarificador 37 6 CONCLUSÕES Ambos os preparos reduziram a qualidade física do solo; O preparo com arado e grade proporcionou melhores resultados acerca da qua- lidade física do solo comparado ao preparo com escarificador; Não houve diferença estatística entre as cargas nos parâmetros avaliados de po- rosidade. 38 REFERÊNCIAS ABREU, S. L; REICHERT, J. M.; REINERT, D. J. Escarificação mecânica e biológica para a redução da compactação em Argissolo franco-arenoso sob plantio direto. Revista Brasileira Ciência do Solo, Viçosa, v.28, p.519-53. 2004. ALBIERO, Daniel et al. Dimensional analysis of soil properties after treatment with the rotary paraplow, a new conservationist tillage tool. Spanish Journal of Agricultural Research, v. 9, n. 3, p. 693-701, 2011a. ALBIERO, Daniel; DA SILVA-MACIEL, Antonio J.; TUNUSSI, Renan D. Características del suelo en respuesta al uso de la herramienta de labranza conservacionista Paraplow Rotato- rio. 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